Design, construction and programming of a low cost, Open Source robot for assistive activities

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dc.contributor.advisor González Víctores, Juan Carlos
dc.contributor.author Ferrán Cifuentes, Álvaro
dc.date.accessioned 2018-03-22T12:08:55Z
dc.date.available 2018-03-22T12:08:55Z
dc.date.issued 2014
dc.date.submitted 2014-10-07
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10016/26543
dc.description.abstract The average age of developed countries is increasing and will tend to do so even more in the future. With a growing number of elderly people needing assistance, the demand for aid is rapidly outgrowing the supply available. In order to reverse this situation, personal robots capable of assisting people both emotionally and physically are being developed. These robots will be able to take care of the elders’ needs and being artificial helpers, enough of them can be fabricated to satisfy the demand. In this project an assistive robot prototype is developped. While being relatively small in size, it is programmed taking into account that the software will eventually be ported to a full-sized robot, and so it has the same capabilities. The Personal Domestic Service Droid (PD-SD) has a humanoid upper-body attached to a wheeled base. It has two arms with five degrees of freedom each which are used to grab objects or perform actions such as closing doors, while the differential-drive base enables it to maneuver in small spaces since it is capable of rotating in place. The PD-SD is controlled from an Android phone over a wireless network it creates. The application enables the user to control each of the arm actuators separately or in couples, moving symmetrical motors together. Additional controls include a directional pad to control the base motors, a button for closing or opening the grippers and a button to go back to the initial position. Finally, the top half of the screen is reserved to displaying video received from the on-board camera. On the robot itself, a Raspberry Pi computer acts as the brains. It enables the wifi network and receives the orders through it, as well as streaming video to the phone. All of the previous is scripted, so it completes the tasks automatically when turned on. When a connection between Android and Raspberry has been achieved the LCD will display a message informing the user of this, and will do the same when the connection is lost. The data received is sent through serial port to an Arduino microcontroller which will then parse the message and control the different actuators.
dc.description.abstract La edad media de los países desarrollados está aumentando, y tenderá a hacerlo aún más en el futuro. Con un número cada vez más importante de personas mayores con necesidad de asistencia, la demanda de ayuda está sobrepasando rápidamente la oferta disponible. Para revertir la situación están siendo desarrollados robots capaces de asistir personas tanto emocional como físicamente. Estos robots satisfacerán las necesidades de los mayores, y siendo ayudantes artificiales se podrán construir los suficientes para satisfacer la demanda. En este proyecto se desarrolla un prototipo de robot asistencial. A pesar de su tamaño relati- vamente pequeño, está programado teniendo en cuenta que el código se portará más adelante a un robot de tamaño humano, y por tanto es capaz de realizar lo mismo. El Droide de Servicio Doméstico Personal (PD-SD por sus siglas en inglés) tiene un torso con brazos humanoide acoplado a una base con ruedas. Tiene dos brazos, cada uno con cinco grados de libertad que pueden ser utilizados para coger objetos o realizar acciones como cerrar puertas, mientras que la base móvil diferencial le permite maniobrar en espacios pequeños, ya que es capaz de rotar en el sitio. El PD-SD se controla desde un teléfono con Android a través de una red wifi. La aplicación permite el control individual o por parejas simétricas de los motores de los brazos. Además permite controlar la base mediante un pad direccional, tiene un botón para abrir o cerrar las pinzas y otro para llevar al robot a su posición inicial. Finalmente, la parte superior de la pantalla está reservada para reproducir el vídeo recibido de la cámara de abordo. En el propio robot un ordenador Raspberry Pi actúa de cerebro. Crea la red wifi a través de la cual recibe las órdenes y retransmite por ella el vídeo. Todo lo anterior está incluido en un script, con lo que se realiza automáticamente al encender el robot. Cuando se establece una conexión entre el teléfono y el ordenador la pantalla LCD informará de ello mediante un mensaje, y hará lo propio cuando la conexión se cierre. Los datos recibidos se reenviarán mediante el puerto serie a un Arduino, que los parseará y controlará los actuadores pertinentes.
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso eng
dc.rights Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.subject.other Robótica
dc.subject.other Robot asistencial
dc.subject.other Personal Domestic Service Droid (PD-SD)
dc.subject.other Arduino
dc.subject.other Microcontroller
dc.title Design, construction and programming of a low cost, Open Source robot for assistive activities
dc.type bachelorThesis
dc.subject.eciencia Robótica e Informática Industrial
dc.rights.accessRights openAccess
dc.description.degree Ingeniería Electrónica Industrial y Automática
dc.contributor.departamento Universidad Carlos III de Madrid. Departamento Ingeniería de Sistemas y Automática
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